[發明專利]一種有限時間收斂的遙操作雙邊控制器的控制方法

有效

• 申請號: 201710262726.6
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106933103B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 陳章;王子威;梁斌;王學謙;李成;廖慶敏
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種有限時間收斂的遙操作雙邊控制器的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S01、建立不考慮重力項的動力學模型；

S02、根據S01中的動力學模型，定義增廣狀態量q(t)與定義期望狀態量q_d與定義系統增廣參數陣M和B，從而建立主從雙邊控制系統的誤差模型；

S03、計算S02中的誤差模型中系統增廣參數陣M和B的不確定部分ΔM和ΔB的界；

S04、定義S02中的誤差模型的外界干擾項關于系統狀態量的界；

S05、根據S02確定不包含負指數次冪項且帶有切換策略的滑模變量；

S06、根據S03至S05，針對S02的誤差模型，確定雙邊控制律；

S07、根據S06中的控制律確定與控制器參數、系統初始狀態相關的收斂時間，得到系統在滑模面上的收斂時間T_4i和系統在到達滑模面前的收斂時間T_1i，根據所述系統在滑模面上的收斂時間T_4i和所述系統在到達滑模面前的收斂時間T_1i得到總的收斂時間T的上限，然后根據所述總的收斂時間T調整控制律以壓縮所述總的收斂時間T。

2.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S06具體為：

根據滑模變量，按如下方式確定雙邊控制律：

其中，x₁,x₂是誤差系統狀態量，M₀表示M的標稱部分，β₁是滑模面參數，g為控制律的參數，g的取值范圍為1<g<2，φ＝1+||x₂||，S_i是滑模變量S的第i個分量，x_1i表示向量x₁的第i個分量，I為單位對角矩陣，W(x₁)是與x₁相同維數的列向量，其具體定義如下：

ε是一個自定義的n維常向量，ε_i表示ε的第i個分量，表達式diag(W(x₁))表示以n維列向量W(x₁)形成的n×n維對角矩陣，具體為：

此外，是a的估計值，a是在控制器中需要自適應變化的參數，為a的估計值的一階導數，由以下自適應律進行更新：

控制律中，參數p>0，β₂>0，均為正的常數，γ和λ均為自定義的參數。

3.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述S05包括：

S051、確定關于x₁的切換函數S_w(x_1i)；具體為：

其中，x₁是誤差系統狀態量，x_1i表示向量x₁的第i個分量，ε是一個自定義的n維常向量，ε_i表示ε的第i個分量，ε的所有元素ε_i均為小的正常數，sign(·)是符號函數，其定義為：

S052、在S051的基礎上確定滑模變量S；具體為S＝[S₁…S_i…]^T，S_i是向量S的第i個分量，S_i的定義為：

S_i＝x_1i+β₁sig^g(x_2i)+S_w(x_1i)

其中x_1i表示向量x₁的第i個分量，x_2i表示向量x₂的第i個分量，β₁是大于零的正常數，g的取值范圍為1<g<2，sig^g(·)是自定義的函數，其定義是：

sig^g(·)＝sign(·)|·|^g。